水凝胶作为太阳能蒸腾器，常常要从水凝胶内部的网络和多孔结构到外部的外表描摹进行奇妙的结构规划，以确保足够的供水和高效的光热转化。冰模板法是构建水凝胶内部各向异性多孔道结构的常用办法，但却难以统筹蒸腾外表的准确构筑。

  扬州大学吴德峰教授团队根据壳聚糖水凝胶，提出了一种一起构筑蒸腾外表结构和内部定向孔道的战略。生物质来历、可降解的壳聚糖作为水凝胶的基体资料，单宁酸润饰的碳纳米管一起作为光热单元和结构单元，经过规划一个非均质的冷冻外表，运用不一样方向上温度梯度诱导冰晶成核成长，促进水平 方向上优先构成辐射管道状的浅坑阵列，随即再诱导笔直方向上的冰晶持续成长（图1）。所得冷冻样品再浸泡于植酸溶液，消融的进程中壳聚糖分子与植酸分子产生 物理交联，稳定性进一步提高。由此制备的壳聚糖水凝胶一起具有了可调控的蒸腾外表以及定向多尺度孔道结构。

  蒸腾器中辐射阵列孔道的蒸腾外表以及相连的定向多尺度孔道经过多重散射效应提高了光吸收，也使得海水运送速度进一步提高，这为取得高效的蒸腾功能奠定了根底，一起也赋予蒸腾器极佳的排盐功能（图2）。水凝胶的蒸腾外表存在直径约1 mm的浅坑阵列，水平方向上的辐射状管道(约25 μm)自发的盐交流有利于浓盐水的快速分散，使得盐壳在水凝胶外积累。而水凝胶内部的大通道(200-300 μm)让盐经过纵向盐交流分散和对流从头溶解于水中，而小通道(30-50 μm)则确保了水的快速分散和对流，以及自下而上的毛细管泵送（图3）。经过合理的多层次蒸腾外表和定向孔道规划，该太阳能蒸腾器具有十分杰出的蒸腾功能(蒸腾速率3.86 kg m-2 h-1，转化功率96.7%，1 sun)，优异的排盐才能（10次循环）和运用耐久性（图2）。

  壳聚糖前驱液经过冷冻构筑能够自发成胶和塑形，且可经过浸入植酸溶液的办法省去冷冻干燥进程，这为水凝胶太阳能蒸腾器的规划快速制作供给了一条新的途径。此外，植酸增强的耐热性和资料自身的抗菌功能，也使所制备的水凝胶蒸腾器具有在杂乱的户外污水环境下作业的适配性。该作业提出了一种风趣的水凝胶蒸腾器外表结构构筑的战略，解锁了壳聚糖水凝胶更多的使用场景和作业形式。论文发表于Journal of Materials Chemistry A，扬州大学化学化工学院的博士研究生王元堃为榜首作者，吴德峰教授为通讯作者。

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